基于圓周掃描的內窺式頻域檢測系統(tǒng)及成像實驗研究.pdf

1、內窺式近紅外漫射光成像技術是一種可用于內部器官癌癥檢測的新型光學測量技術,因其具有實時、無創(chuàng)的特點在癌癥的早期診斷方面發(fā)揮著重要作用。為了有效的實現對早期宮頸癌的檢測,本文在原有頻域系統(tǒng)的基礎上,建立了基于有效探測區(qū)理論(Effective Detection Range,EDR)的內窺式圓周掃描成像系統(tǒng)。
　　首先,為了實現基于EDR的內窺檢測,設計了一種新型的內窺式旋轉探頭,僅用一根源光纖和一根探測光纖即可實現圓周掃描成像,簡

2、化了系統(tǒng)并降低成本。并利用蒙特卡洛模擬對光纖參數的選擇提供理論指導。為了實現光垂直照射到宮頸內壁并垂直接收,探頭的源光纖頂端加上一端切成45°斜面的自聚焦透鏡,對光實現準直和偏折90°的作用,探測光纖直接將光纖頂端切成45°斜面,用于接收垂直于組織體壁的光。內窺探頭的旋轉精度的實驗結果表明:源光纖對于幅值和相位的測量的最大相對誤差分別是1.7％和0.13%,探測光纖的最大相對誤差分別是3.01%和0.58%。
　　其次,為了實現頻

3、域系統(tǒng)的自動化控制,本文在LabVIEW平臺下,將內窺旋轉探頭和頻域系統(tǒng)結合進行軟件集成,從而節(jié)省人力和時間。并在不同的源探距離下驗證了基于內窺探頭頻域系統(tǒng)的精度,實驗結果表明,該系統(tǒng)測量幅值和相位相對誤差分別為12.3%和20.9%,另外,針對上述結果,本文對系統(tǒng)可能存在的誤差原因及改進措施進行了分析和闡述。
　　最后,在上述內窺式頻域系統(tǒng)的基礎上,本文分別利用固體仿體和仿宮頸組織對系統(tǒng)的成像能力進行了驗證。在固體仿體實驗中,分

4、別對單目標仿體和雙目標仿體的異質體進行了重構實驗,結果表明:重構的目標體的位置和大小和實際的目標體基本一致,雙異質體可被清晰分開,吸收和約化散射系數的量化度(Quantitative Ratio,QR)分別可達到25%和20%以上。仿宮頸組織的實驗結果表明:重構異質體的位置正確,且重構出的吸收系數和約化散射系數的QR值分別可達到25.3%和18.7%。綜上所述,基于 EDR的內窺式圓周掃描成像系統(tǒng)可獲得合理的成像質量,為臨床實驗的實施打